基本原理

Cluster模式实现了Redis的分布式存储，即每台节点存储不同的内容，来解决在线扩容的问题；

Cluster采用无中心结构,它的特点如下：

所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效客户端与redis节点直连,不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可Cluster模式的具体工作机制：在Redis的每个节点上，都有一个插槽（slot），取值范围为0-16383当我们存取key的时候，Redis会根据CRC16的算法得出一个结果，然后把结果对16384求余数，这样每个key都会对应一个编号在0-16383之间的哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作为了保证高可用，Cluster模式也引入主从复制模式，一个主节点对应一个或者多个从节点，当主节点宕机的时候，就会启用从节点当其它主节点ping一个主节点A时，如果半数以上的主节点与A通信超时，那么认为主节点A宕机了。如果主节点A和它的从节点都宕机了，那么该集群就无法再提供服务了

Cluster模式集群节点最小配置6个节点(3主3从，因为需要半数以上)，其中主节点提供读写操作，从节点作为备用节点，不提供请求，只作为故障转移使用

Cluster模式的优缺点

优点：

无中心架构，数据按照slot分布在多个节点。集群中的每个节点都是平等的关系，每个节点都保存各自的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，而且这些连接保持活跃，这样就保证了我们只需要连接集群中的任意一个节点，就可以获取到其他节点的数据。可线性扩展到1000多个节点，节点可动态添加或删除能够实现自动故障转移，节点之间通过gossip协议交换状态信息，用投票机制完成slave到master的角色转换

缺点：

客户端实现复杂，驱动要求实现Smart Client，缓存slots mapping信息并及时更新，提高了开发难度。目前仅JedisCluster相对成熟，异常处理还不完善，比如常见的“max redirect exception”节点会因为某些原因发生阻塞（阻塞时间大于 cluster-node-timeout）被判断下线，这种failover是没有必要的数据通过异步复制，不保证数据的强一致性slave充当“冷备”，不能缓解读压力批量操作限制，目前只支持具有相同slot值的key执行批量操作，对mset、mget、sunion等操作支持不友好key事务操作支持有线，只支持多key在同一节点的事务操作，多key分布不同节点时无法使用事务功能不支持多数据库空间，单机redis可以支持16个db，集群模式下只能使用一个，即db 0

Redis Cluster模式不建议使用pipeline和multi-keys操作，减少max redirect产生的场景。

总结：主从复制模式能实现读写分离，但是不能自动故障转移；哨兵模式基于主从复制模式，能实现自动故障转移，达到高可用，但与主从复制模式一样，不能在线扩容，容量受限于单机的配置；cluster模式通过无中心化架构，实现分布式存储，可进行线性扩展，也能高可用，但对于像批量操作、事务操作等的支持性不够好一、配置文件

安装好 redis后，修改配置文件，主要参数：

port 7100 # 本示例6个节点端口分别为7100,7200,7300,7400,7500,7600 daemonize yes # 后台运行 pidfile /var/run/redis_7100.pid # pidfile文件对应7100,7200,7300,7400,7500,7600 cluster-enabled yes # 开启集群模式 masterauth passw0rd # 如果设置了密码，需要指定master密码logfile "/usr/local/redis/logs/redis_7100.log"cluster-config-file nodes_7100.conf # 集群的配置文件，同样对应7100,7200等六个节点cluster-node-timeout 15000 # 集群间请求超时的时间，默认15秒，可自行设置#如果使用 aof 持久化appendonly yesappendfilename "appendonly_7100.aof"

创建必要文件夹：

mkdir logs data pid

分别启动redis：

redis-server redis_7100.confredis-server redis_7200.conf...

二、创建集群然后通过命令将这个6个实例组成一个3主节点3从节点的集群，

redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 127.0.0.1:7100 127.0.0.1:7200 127.0.0.1:7300 127.0.0.1:7400 127.0.0.1:7500 127.0.0.1:7600 -a passw0rdb# --cluster-replicas 1 表示希望为集群中的每个主节点创建一个从节点

执行过程截图：

可以看到 7100， 7200， 7300 作为3个主节点，分配的slot分别为 0-5460， 5461-10922， 10923-16383， 7600作为7100的slave， 7500作为7300的slave，7400作为7200的slave。我们连接7100设置一个值

[root@dev-server-1 cluster]# redis-cli -p 7100 -c -a passw0rdWarning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.127.0.0.1:7100> set site blog.jboost.cn-> Redirected to slot [9421] located at 127.0.0.1:7200OK127.0.0.1:7200> get site"blog.jboost.cn"127.0.0.1:7200>

注意添加 -c 参数表示以集群模式，否则报 (error) MOVED 9421 127.0.0.1:7200 错误， 以 -a 参数指定密码，否则报(error) NOAUTH Authentication required错误。

从上面命令看到key为site算出的slot为9421，落在7200节点上，所以有Redirected to slot [9421] located at 127.0.0.1:7200，集群会自动进行跳转。因此客户端可以连接任何一个节点来进行数据的存取。

通过cluster nodes可查看集群的节点信息；

172.19.195.223:7300> CLUSTER NODES3a4243032dbd56970e6797fea793f2c77f687b85 172.19.195.220:7100@17100 master - 0 1606180586372 1 connected 0-54606c77f772e707ab9e34c178c52c1704f6633587ac 172.19.195.220:7200@17200 slave fd70436e344c6a9b02cb506b446eb7bb7aab3540 0 1606180587375 3 connected59a9dbad8893c629e5475a89ad57632e4e49d843 172.19.195.223:7400@17400 slave 2079eba7cf5d7820146d2179ee8395bce912ecf9 0 1606180584370 5 connected2079eba7cf5d7820146d2179ee8395bce912ecf9 172.19.195.222:7500@17500 master - 0 1606180585372 5 connected 10923-16383fd70436e344c6a9b02cb506b446eb7bb7aab3540 172.19.195.223:7300@17300 myself,master - 0 1606180586000 3 connected 5461-10922c9d61f8c0acbdead01dcf6f6a002357f7d3c598c 172.19.195.222:7600@17600 slave 3a4243032dbd56970e6797fea793f2c77f687b85 0 1606180586000 6 connected172.19.195.223:7300>

我们将7200通过 kill -9 pid杀死进程来验证集群的高可用，重新进入集群执行cluster nodes可以看到7200 fail了，但是7400成了master，重新启动7200，可以看到此时7200已经变成了slave。